Ahorra un 90 % en costes de piezas de chapa con conformado incremental robotizado

¡Por qué el conformado de chapa es tan caro!? Explicamos por qué y mostramos cómo calcular cuánto podrías ahorrar usando conformado incremental robotizado.

El conformado de material en chapa puede ser costoso. A menos que fabriques grandes series de piezas idénticas, el coste puede ser restrictivo, especialmente si eres un fabricante de alta variedad y bajo volumen.

¿Qué se supone que debes hacer? ¿Renunciar por completo al uso de materiales en chapa? No.

Por suerte, hay una forma de obtener los beneficios del conformado de chapa a un precio rentable: el conformado incremental robotizado. Todo lo que necesitas es un robot y una copia de RoboDK.

En este artículo explicaremos por qué el conformado de chapa tradicional es tan caro y cómo puedes calcular tu ahorro potencial.

5 factores que encarecen el conformado de chapa tradicional

Uno de los métodos más comunes de conformado de material en chapa es el embutido profundo, que implica estirar el material sobre un molde.

Un factor afecta enormemente el coste de este método:

1. Fabricación del molde: El gasto principal es el coste de fabricar el propio molde. Esto puede ser fácilmente varias veces el coste de producción de cada pieza. Para amortizar este coste, es necesario producir cientos o miles de la misma pieza.

Otros factores que elevan el coste del conformado de chapa son:

2. Costes asociados a tener muchos proveedores: Los moldes a menudo los fabrican fabricantes de moldes externos. Esto no es ideal. Según una investigación de la consultora McKinsey, una gran diferencia entre empresas prósperas y no prósperas era que limitaban su número de proveedores.
3. Largos plazos de entrega para moldes: Fabricar un molde lleva mucho tiempo, especialmente comparado con el tiempo de producción. Puede llevar días diseñar y fabricar un molde. El conformado incremental puede completarse en minutos u horas (dependiendo del tamaño y complejidad de la pieza).
4. Desperdicio (merma): El embutido profundo produce más merma. Aunque la merma puede venderse para recuperar parte de los costes, significa que debes comprar material extra en chapa para compensarlo. Por ejemplo, un estudio encontró que fabricar una pieza mediante embutido profundo requería un 12 % más de material que fabricar la misma pieza con conformado incremental.
5. Lubricante: El embutido profundo requiere más y lubricantes más agresivos que el conformado incremental. Esto aumenta el coste de varias formas, incluyendo la necesidad de sistemas de ventilación especiales, filtros y ropa protectora. También puede suponer hasta un 10 % del coste de la pieza para limpiarla después.

El conformado incremental robotizado te permite reducir estos costes o, en algunos casos, eliminarlos por completo.

3 pasos para calcular si el conformado incremental te ahorrará dinero

Vale, el conformado incremental robotizado puede ser más rentable. Pero tu pregunta ahora probablemente es: ¿Será rentable para mí?

Hay tres pasos simples para averiguarlo:

1. Calcular el coste del conformado de chapa tradicional.
2. Calcular el coste del conformado incremental robotizado.
3. A partir de tus respuestas, calcular tu punto de equilibrio. Esto determinará el tamaño de lote que hará que el proceso tradicional sea más rentable.

Veamos cada uno de estos pasos uno por uno.

1. Calcular el coste del conformado tradicional

El coste del conformado de chapa tradicional se puede dividir en dos partes: coste del molde y coste de cada pieza.

Puedes calcular el coste de cualquier pieza fabricada usando la siguiente ecuación:

Usa esta ecuación para calcular tanto el coste de cada chapa conformada como el coste del molde. Para la fabricación del molde, el tiempo de ciclo será mayor y el coste de mecanizado será más alto. El coste del material también puede ser mayor, dependiendo de los materiales usados.

El coste total de producción es entonces:

Como mencioné antes, el embutido profundo produce una cantidad razonable de merma, que se añadirá al coste de la materia prima.

Ejemplo

Usando el ejemplo de este estudio de investigación, imaginemos que cada pieza embutida requiere 3,1 kg de material a un coste de 0,7 $/kg. Cuesta 25 $/h conformar cada chapa y el proceso de embutido profundo puede producir 420 piezas por hora. Asumamos un 10 % de coste de material de merma y un 100 % de eficiencia.

Por tanto, el coste de un lote de 50 piezas (excluyendo el coste del molde) es:

Sin embargo, el coste del propio molde se encuentra en 3000 $, diez veces mayor que el coste por pieza. Por tanto, el coste total de producción es 3122,15 $.

2. Calcular el coste del conformado incremental robotizado

La ecuación dada arriba también puede usarse para calcular el "Coste por Pieza" del conformado incremental robotizado. El tiempo de ciclo y el coste horario de conformado serán mayores para el conformado incremental que para el embutido profundo.

El coste total es entonces:

Como ves, también hay un coste único de utillaje; sin embargo, este será mucho menor que el coste de fabricar un molde. No hay coste de merma, pero puede incluirse si es aplicable.

Ejemplo

Basándonos en el mismo estudio de investigación anterior, digamos que el conformado incremental de la misma pieza requiere 1,7 kg por pieza también a 0,7 $/kg. Cuesta 33 $/h el proceso robotizado de conformado y puede producir 7,5 piezas por hora. Hay un coste único de utillaje de 41 $.

Para un lote de 50 piezas, el coste ahora es:

Como ves, aunque el conformado incremental tarda mucho más que el embutido profundo, el alto coste del molde hace que sea un 90 % más barato usar conformado incremental para este tamaño de lote.

3. Calcula tu punto de equilibrio

¿Qué tamaño debe tener tu lote para justificar el embutido profundo?

Puedes calcular tu punto de equilibrio usando esta ecuación combinada, que compara el coste del embutido profundo tradicional y el conformado incremental:

Para el ejemplo que hemos estado usando, esto resulta en un tamaño de lote de 726,13. Por tanto, si el lote es de 726 o menos, el conformado incremental es más rentable. Si el lote es de 727 o más, el conformado tradicional es mejor.

Para lotes pequeños, a menudo encontrarás que este es el caso.

Cómo lograr el conformado incremental robotizado con RoboDK

Es sorprendentemente fácil usar un robot para conformado incremental. Usando RoboDK, puedes generar el código robotizado usando G-Code estándar en cuestión de minutos con nuestra Herramienta de Mecanizado.

Consulta nuestro caso de estudio del Institut Maupertuis para ver un ejemplo e instrucciones sobre cómo hacerlo tú mismo.